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Kalanderwalze sowie Verfahren zu ihrer Herstellung
Die Erfindung betrifft Kalanderwalzen mit biegungssteifem Kern und einem mit diesem fest verbundenen Walzenmantel, der aus zahlreichen axial aneinanderliegenden, miteinander zu einem einheitlichen Körper verklebten und zusammengepressten Schichten aus elastisch nachgiebigem Werkstoff - wie Papier, Vlies, Gewebe od. - besteht, sowie ein Verfahren zur Herstellung solcher Kalanderwalzen.
Derartige Kalanderwalzen dienen bekanntlich als Gegenwalze zu Präge- oder Glättwalzen aus Stahl oder einem ähnlichen harten Werkstoff.
Zur Herstellung solcher Gegenwalze werden Warenbahnen aus Papier, Vlies, Gewebe od. ähnl. Stoffen, die gegebenenfalls vorher mit kalt-oder warmhänenden polymerisierenden oder vulkanisierenden Massen getränkt worden waren, zu quadratischen Platten zerschnitten, in deren Mitte ein dem Walzenkern entsprechendes Loch gestanzt wird ; diese Platten werden-zweckmässig mit versetzten Ecken - über den Walzenkern gesteckt und dann in dessen Achsrichtung unter hohem Druck und gegebenenfalls gleichzeitiger Erwärmung zusammengepresst, wobei die Imprägnierungsstoffe eine innige Verbindung der einzelnen Platten zu einem einheitlichen Körper bewirken sollen.
Die Aussenflächen des so hergestellten Körpers werden dann durch Abdrehen, Abschleifen od. dgl. zu der fertigenmantelffäche der Gegenwalze bearbeitet. Beim Einstanzen der zentralen Löcher in die quadratischen Platten sowie beim Bearbeiten des aus ihnen gefertigten einheitlichen Körpers zur fertigen Mantelfläche ergibt sich ein erheblicher Materialabfall; ausserdem zeigt die Mantelfläche derartiger Gegenwalzen eine mehr oder weniger inErscheinung tretendeStreifenbildung, die sich beim Gebrauch der Gegenwalze nachteilig auswirkt und, wie die praktische Erfahrung bewiesen hat, das saubere Prägen oder Glätten der zwischen den Kalanderwalzen durchlaufenden Warenbahn beeinträchtigt, insbesondere wenn diese aus einem empfindlichen Werkstoff besteht.
Die zur Fertigung des Walzenmantels verwendeten vorgenannten Warenbahnen aus Papier, Vlies, Gewebe od. dgl. haben je nach ihrer Herstellungsart eine geordnete oder auch ungeordnete Faserrichtung, wobei die einzelnen Fasern meist parallel oder quer zur Längsrichtung der Warenbahn liegen, die daraus zugeschnittenen einheitlichen Platten weisen daher eine Faserrichtung auf, die nur an zwei einander gegenüberliegenden Sektoren angenähert radial vom Walzenkern zur Mantelfläche verlaufen ; in allen da- zwischenliegenden Sektoren weniger oder mehr, nämlich bis zu 900, von der radialen Richtung abweichen.
Gegen den Umfang der Mantelfläche hin ändert sich die Richtung der in dieser Fläche liegenden Fasern dauernd, was die vorerwähnte Streifenblldung hervorruft.
Es wurde femer vorgeschlagen, eine gegebenenfalls zu mehreren Schichten zusammengefaltete Warenbahn in trapezartige Stücke zu zerlegen, deren Höhe der Dicke des Walzenmantels entspricht, u. zw. so, dass die Materialfasem dieser Stücke in Richtung der Höhenlinie verlaufen. Die so hergestellten Teil-
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de, zu aufeinanderliegenden Scheiben zusammengesetzt und anschliessend in axialer Richtung unter hohem Druck zusammengepresst werden. Wie keiner weiteren Erläuterung bedarf, verlaufen die Materialfa- sem des fertigen Walzenmantels an allen Stellen ziemlich genau radial, wodurch die vorerwähnte Strei- fenbildung vermieden wird.
Der diesbezüglich zweifellos sehr zweckmässige Vorschlag hat aber einen ändern grossen Nachteil. Da jede einzelne Scheibe des fertigen Walzenmantels aus etwa zwölf Trapezstückenzusammengesetzt ist, weist dieser Mantel sehr zahlreiche radiale Stossfugen auf ; bei normaler Druckbeanspruchung während des
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Gebrauches einer Gegenwalze würde sich eine Kraft ergeben, welche die an den Stellen der radialen Stossfugen aneinanderliegendenMantelstücke voneinander zu trennen sucht. Ein Walzenmantel mit radialen Stossfugen wäre dementsprechend wesentlich weniger widerstandsfähig als ein ausvollen einheitlichen Platten bzw. Scheiben zusammengesetzter.
Ferner ist der Materialabfall beim Zerlegen der Warenbahn in trapezförmige Teilstücke immer noch recht beträchtlich, wenngleich erheblich geringer als beim Zerlegen in quadratische Platten, weshalb sich diese Ausführungsformen in der Praxis auch nicht durchgesetzt haben.
Die Erfindung schafft nun eine derartige Ausgestaltung von Kalanderwalzen, bei der die Vorteile der beiden bekannten Ausführungsformen vereinigt, ihre Nachteile jedoch vermieden werden, d. h. die Ka- landerwa1zen mit biegungssteifem Kern und elastisch nachgiebigem Mantel sollen :
1. bei Gebrauch keine Streifenbildung zeigen, 2, keine radialen Stossfugen aufweisen und schliesslich 3. aus einer geeigneten Warenbahn mit möglichst geringem Materialabfall herstellbar sein.
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dicke entsprechenden Breite zusammengesetzt ist, welches um den Walzenkern hochkant mit den Zacken nach innen und seiner glatten Längskante nach aussen inSchraubenwindungen gewickelt ist, wodurch die beim Wickeln entsprechendeLängskrümmung im wesentlichen zermngs-und stauchungsfrei aus- geglichen ist. Dabei können mehrere Bänder nach Art einer mehrgängigen Schraube ineinandergesteckt und über die ganzeMantellänge gewickelt sein. Es können aber auch einzelne Bänder oder Gruppen inein- andergesteckter Bänder axial hintereinanderliegend angeordnet sein.
Die auf die eine oder andere Art in schraubenwindungen um den Walzenkern gewickelten Zackenbänder bilden nebeneinanderliegende Schichten, die in üblicher Weise miteinander verklebt und in der Achsrichtung zusammengepresst werden.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht der Walzenmantel aus einer geraden Zahl axial ineinander oder nacheinander um den Kern gewickelter, einseitig gezackter Bänder, die aus einer Warenbahn von einheitlichem Gefüge mittels eines längsgerichteten Zickzack-Schnittes und Abschneiden der dabei entstehenden Zackenspitzen hergestellt sind.
Das erfindungsgemässeverfahren zur Herstellung der oben bescbrlebenenKalanderwa1zen besteht darin, dass eine Warenbahn aus elastisch nachgiebigem Werkstoff mittels eines längsgerichteten ZickzackSchnittes in zwei einseitig gezackte Bänder zerlegt, diese Bänder durch Abschneiden ihrer Zackenspitzen auf eine der Dicke des Walzenmantels entsprechende Breite gebracht, sodann mit ihren Zacken nach innen und ihrer glatten Längskante nach aussen, gegebenenfalls unter Zwischenschichtung von Bindemitteln, in Spiralen um eine zylindrische Säule vom Durchmesser des Walzenkernes-vorzugsweise um diesen Kern selbst-in Schraubenwindungen gewickelt, zu einem einheitlichen Mantelkörper axial zusammengepresst und verbunden werden,
welcher schliesslich auf dem Walzenkern mit freibleibenden Mantelfläche befestigt wird.
Nach dem Zusammenpressen der auf dem Walzenkern sitzenden spiralig gewickelten Zackenbänder bilden deren Längskanten die Aussenfläche des Walzenmantels, die. soweit erforderlich, nur noch glatt gedreht und geschliffen zu werden braucht. Im ganzen ergibt sich bei dieser Arbeit und dem vorhergehenden Abschneiden der Zackenspitzen nur ein geringfügiger Materialabfall in der Grössenordnung von etwa Wo der Warenbahn.
Soweit die Zackenbänder nicht aus solchen Werkstoffen bestehen, die unter hohem Druck und gegebenenfalls gleichzeitiger Erwärmung zu einem einheitlichenKörper zusammenbacken oder-sintern, verwendet man zweckmässig geeignete kalt- oder warmhärtende,polymerisierende oder vulkanisierende Bindemittel zum Zusammenkleben der Schraubenwindungen. Zu diesem Zweck Itann man schon die Waren" bahn oder die daraus gefertigten Zackenbändet mit solchen Bindemitteln imprägnieren. Einfacher ist jedoch eine Beschichtung der Schraubenwindungen mit Massen der vorerwähnten Beschaffenheit, wobei die Beschichtung vor, während oder nach dem losem Aufwickeln der Bandspiralen erfolgen kann.
Als Wickelsäule kann an sich jede beliebige zylindrische Säule vom Durchmesser des Walzenkerns benutzt werden, vorteilhafter der Walzenkern selbst.
In der Zeichnung Ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Kalanderwalze veranschaulicht.
Es zeigen : Fig. 1 einen Walzenkern mit teilweiser Bewicklung und Fig. 2 eine in einseitig gezackte Baan- der zerlegte Warenbahn.
Ein Walzenkern 1 aus Stahl oder einem ähnlichen harten und biegungssteifen Werkstoff trägt zwei Druckscheiben2 und 3, zwischen denen der im ganzen mit 4 bezeichnete Walzenmantel mit freibleibender Aussenfläche liegt. Ausserhalb der Scheiben 2 und 3 ist der Walzenkern l ZM Laufzapfen la bearbeitet.
Die Druckscheibe 2 sitzt fest auf dem Walzenkern 1, während die Druckscheibe 3 längsverschieblich sowie
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durch eine Mutter 5 mit Unterlegscheibe 6 oder durch eine andere geeignete Einrichtung feststellbar auf diesem Kern angeordnet ist. Zur Herstellung des Walzenmantels 4 wird eine Warenbahn 9, die aus einem dehnbaren sowie elastisch nachgiebigen Werkstoff, wie Papier, Vlies, Gewebe od. dgl., mittels eines durch ihr Mittelfeld gelegten Zickzack-Schnittes 10 in zwei einseitig gezackte Bänder 11 zerlegt. Durch
Abschneiden der Zackenspitzen 12a wird jedes Band 11 auf eine der Dicke A des Walzenmantels 4 ent- sprechende Breite georacht und in der in Fig. 1 gezeigten Weise mit seinen Zacken 12 nach innen sowie seiner durchgehenden Seitenkante 11a nach aussen liegend in Schraubenwindungen 13 um den Walzen- kern 1 gewickelt.
In Fig. 1 ist dabei einfachheitshalber auf dem Walzenkern 1 nur ein in Schraubenwin- dungen 13 aufgewickeltes Band 11 angedeutet, zwischen dessen Windungen noch eines oder auch mehrere weitere liegen können. Nachdem z. B. beide Bänder 11 um den Walzenkern 1 auf der unteren Druckschei- be 2 aufliegend schraubenförmig aufgewickelt und ihre Flächen mit einer geeigneten filmbildenden Masse beschichtet sind, wird die obere Druckscheibe 3 auf den Walzenkern aufgesteckt und unter äusserem Druck auf dieselbe das ganze Windungspaket axial auf die Länge des Walzenmantels 4 zusammengepresst.
Die zwischen die Schraubenwindungen eingeschichtet Masse tritt dabei auch in den Spalt zwischen dem Wal- zenkern1 und den abgeschnittenen, an ihm anliegenden Zacken 12 der aufgewickelten Bänder 11 und be- wirkt daher nicht nur ein inniges Zusammenkleben der einzelnen Schraubenwindungen zu einemeinheitli- chen Mantelkörper, sondern auch eine gute Haftung derselben an dem Walzenkern, gegebenenfalls kann auch vor Aufwickeln der Bänder 11 auf den Walzenkern1 und bzw. oder auf die Innenkanten 12b der Zak- ken 12 ein geeignetes Bindemittel aufgetragen werden, um eine besonders gute Haftung des Mantelkörpers am Walzenkern zu erzielen.
Nach Zusammenpressen der Schraubenwindungen 13 wird schliesslich die
Unterlagscheibe 6 aufgesteckt und die Mutter 5 angezogen und dadurch die Druckscheibe 3 fest gegen den
Mantelkörper 4 angedrückt, dessen freiliegende Aussenfläche nunmehr allenfalls noch glatt gedreht oder geschliffen werden kann.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Kalanderwalze mit biegungssteifem Kern und einem mit diesem fest verbundenen Walzenmantel, der aus zahlreichen axial aneinanderliegenden, miteinander zu einem einheitlichen Körper verklebten und zusammengepressten Schichten aus elastisch nachgiebigem Werkstoff - wie Papier, Vlies, Gewebe od. dgl. - besteht, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzenmantel (4) aus mindestens einem einseitig, V-förmig gezackten Band (11) von der der Manteldicke (A) entsprechenden Breite zusammengesetzt ist, welches um den Walzenkern (1) hochkant mit den Zacken (12) nach innen und seiner glatten Längskan- te (lla) nach aussen in Schraubenwindungen (13) gewickelt ist.
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